一种纤维丝束的开松装置的制作方法

本发明属于化纤机械领域，具体地说，涉及一种纤维丝束的开松装置。

背景技术：

多氢键类丝束在生产制造过程中，特别在刚成型出来到干燥完成的过程中，易于相互粘连，形成硬、直、脆、并丝等特征的丝束，从而影响后续产品开发。针对这类问题和情况，当前的主要方法是先对丝束在干燥前进行上油剂，然后采用梯度温度进行干燥，即通过化学小分子物质对丝束表面进行处理，使得丝间接触处被疏水性物质隔离，从而避免丝间氢键缔合带来的粘连。这种方法在大规模生产中应用广泛，但是对于一些不便使用含油剂纤维的应用场合，却往往带来了困扰。对于多氢键纤维丝束开松处理的另一类方法是在丝束干燥前采用有机溶剂置换和稀释其中的水分，切断丝束上相邻分子间氢键发生缔合作用的桥梁，进一步除去有机溶剂，实现纤维的干燥和开松。这种方法开松纤维的效果好，但是有机溶剂需要回收处理，其成本较高、安全性低，应用阻力大、应用面窄。

现有的常规开松装置主要是针对已经干燥的、处于蓬松状态的棉纤维、粘胶纤维、化学纤维等进行设计的机械设备，其主要作用是对这些纤维的蓬松性、密集度、密集均匀性进行调整，便于后续纺纱或无纺加工，并不适于对上述纤维从湿态到干燥前需要进行的开松处理。如果对上述纤维进行干燥后再采用上述常规开松装置进行开松，纤维间氢键作用带来的粘连作用使得单丝之间难以被拆开，勉强被拆开的部分丝束因受到强力破拆往往受损严重，同时丝束难以实现均匀有效的蓬松。

有鉴于此特提出本发明。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种能促使丝束快捷高效地实现开松，设备运行高效、成本低廉，适用于多种纤维丝束开松，具有广阔的应用前景的纤维丝束的开松装置。

一种纤维丝束的开松装置，包括开松系统，所述开松系统包括多个可转动的转子，丝束在转子的导向下弯折前行，通过转子对丝束施加外力促使纤维间发生相对运动实现丝束开松。

进一步的，所述开松系统包括一个或多个驱动电机，所述一个或多个驱动电机驱动多个转子转动；

优选的，所述开松系统包括一个驱动电机，所述驱动电机连接减速箱，所述减速箱与传动杆相连，所述转子设置在传动杆上，所述驱动电机驱动减速箱转动，所述减速箱通过传动杆带动转子转动。

进一步的，所述开松系统包括多个传动杆，多个所述转子分别设置在相平行设置的多个传动杆上，相邻所述传动杆之间通过皮带传动连接；

优选的，多个所述传动杆分别在竖直方向和水平方向上相平行设置，所述丝束绕行于转子上；

优选的，所述转子的数量≥5。

进一步的，所述转子外周对称分布与丝束方向垂直的多个转子杆，丝束在转子杆的作用下弯折前行，促使丝束中纤维之间发生相对运动；

优选的，每个转子上的转子杆的数量为3～10个。

进一步的，所述转子还包括转子轴套，所述转子杆通过所述转子轴套设置在转子上。

进一步的，定义相邻转子中心距离为l，转子半径为r，优选l＝1.5r～5r。

进一步的，所述开松系统包括箱体，所述转子设置在箱体中，所述箱体上设置进丝口和出丝口，丝束从所述进丝口进入箱体经转子开松后从所述出丝口穿出。

进一步的，还包括通风系统和温控系统，所述温控系统将纤维丝束的温度控制在一定范围，所述通风系统通过向装置中通风将纤维丝束中的水分转移。

进一步的，所述通风系统包括进风口和出风口，所述进风口和出风口分别设置在所述箱体相对的两侧，所述进风口和出风口之间形成风道，所述转子设置在风道中；

优选的，所述进风口位于所述箱体的下部，所述出风口位于所述箱体的上部。

进一步的，所述通风系统还包括风速调节装置和湿度调节装置，所述风速调节装置对风道中的风速进行调节，所述湿度调节装置对风道中的湿度进行调节。

进一步的，所述开松装置用于多氢键类纤维丝束的开松；优选的，所述多氢键类纤维包括纤维素纤维、聚乙烯醇纤维、海藻纤维、甲壳素纤维、蛋白纤维中的一种或多种的混合纤维。

进一步的，本发明还公开了上述装置开松丝束的方法，包括干燥处理和开松处理，所述干燥处理和开松处理同时进行或交叉多次进行。具体包括以下步骤：

1)将纤维丝束的含水量调节为30％-200％，优选30％-90％，以有利于丝束快捷、高效地实现干燥和开松。

2)将纤维丝束按照设定速度从进丝口送入设定转子速度的装置中，丝束沿着转子外缘的作用杆在风道中不同转子间顺序绕行穿过，从出丝口穿出，通过牵引保持丝束中张力≥0。

3)通过加热温控系统设定并控制丝束被加热温度为10～120℃，风道中风温为10～120℃，通过湿度控制系统设定并控制风道中空气相对湿度为0～80％，通过通风系统设定并控制风道中风速为1～10米/秒，通过开松控制设定转子外缘线速度与丝束进出装置速度一致，速度范围在1～30米/分钟。

4)收集或重复处理经过上述装置干燥开松后的丝束，直至丝束达到干燥和开松的效果。

本发明的开松装置在使用中可以采用多台串联使用，多个开松装置可以采用设定不同的温度、风速、湿度、开松转子尺寸，以实现对丝束开松效果的最佳调控。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、能够同时实施干燥和开松过程，同时实现丝束的干燥和开松；

2、干燥和开松过程相互促进，带来干燥效率和开松效率的同时提高，节省了能耗成本和时间成本；

3、一套设备实现纤维干燥和开松的两个功能，节省了设备投资成本、节约了生产场地；

4、采用本装置和方法开松纤维丝束，全程没有油剂和化学小分子的参与，显著降低了生产成本，绿化了生产过程和最终产品的品质，使得产品的应用可以覆盖到包括服装、工业、医疗、健康、卫生等各个领域。

5、该装置在使用中可对丝束同时施加温度调控、水分转移、纤维开松三种作用，促使丝束快捷高效地同时实现干燥和开松。该设备运行高效、成本低廉，适用于多种纤维丝束的开松，具有广阔的应用前景。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1为本发明丝束开松装置侧视示意图；

图2为本发明丝束开松装置正视示意图；

图3图4为本发明开松装置中通风转子结构形式和尺寸的示意图；

图5为本发明开松装置中丝束绕行示意图；

其中1、电机，2、减速箱，3、皮带，4、第一轴承，5、第二轴承，6、传动轴，7、箱体，8、转子，9、出风口，10、进风口，11、转子杆，12、转子轴套，13、进丝口，14、出丝口，15丝束进入方向，16丝束穿出方向。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“接触”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1-5所示的一种纤维丝束的开松装置，包括：通风系统、温控系统和开松系统，所述通风系统对丝束上的水分进行转移，所述温控系统对丝束和通风系统的温度进行调控，所述开松系统对丝束施加外力促使纤维丝束间发生相对运动实现丝束开松。

本发明中，三个系统同时对丝束施加作用以达到开松丝束的目的。该装置在使用中可对丝束同时施加温度调控、水分转移、纤维开松三种作用，促使丝束快捷高效地实现开松。该装置在使用中通过的丝束的含水量为30％-200％，优选40％-100％，以有利于丝束快捷、高效地实现干燥和开松。该装置在使用中对丝束施加的相对运动的方式包括不同方向的弯曲、长度方向上的张紧和松弛，所述丝束中单丝间的相对运动为单丝间的平行滑移、单丝间紧密度的周期性变化或无规变化。

进一步的，所述开松系统包括依次相连的电机1、减速箱2和传动杆6，所述传动杆6的端部设置转子8，所述电机1驱动减速箱2以一定速度进行旋转，所述减速箱2通过传动杆6带动转子8旋转。传动杆6上还设置有用来实现定位的第一轴承4和第二轴承5，同时将旋转动能传递给转子8和转子杆11。其中，所述丝束可按照设定速度进入设定转子8速度的装置中，丝束张力≥0。

进一步的，所述开松系统包括多个转子8，所述多个转子8分别设置在相平行设置的多个传动杆6上，相邻所述传动杆6之间通过皮带3传动连接，所述丝束绕行于相邻转子8之间；多个所述转子8由电机1、减速箱2、皮带3、传动杆6带动实现同步旋转，促使丝束沿着转子8外周顺利绕行。优选的，多个所述传动杆6分别在竖直方向和水平方向上相平行设置，所述丝束绕行于相邻转子之间；优选的，所述转子8的数量≥5，以实现对丝束同一部位附近的多次开松动作。

进一步的，所述转子8外周对称分布着与丝束方向垂直的多个转子杆11，所述转子杆11与丝束相接触，促使丝束中纤维之间发生相对运动；转子8外层的作用杆优选对称或等间隔分布，以实现对丝束弯曲程度和松紧程度的调控。在转子8转动过程中转子杆11可周期性地与丝束相接触，改变丝束前行的方向，促使丝束各部分发生多次不同方向的弯折和松紧变化，达到丝束中不同纤维之间发生相对运动的效果，所述丝束中纤维间的相对运动为单丝间的平行滑移、单丝间紧密度的周期性或无规变化。所述单个转子8上的转子杆11的数量可调控，一般每个转子8上的转子杆11的数量为3～10个。如图3所示，单个转子8的转子杆11数量为10个，对称均匀的分布在转子8外缘,为了达到对丝束的开松效果，可以采用的一种模式是：横排间转子8中心距l2＜转子8直径l1＜竖列间转子8中心距l3。

进一步的，所述相邻转子8间的中心距离l可调控，一般采用l＝1.5r～5r，其中r为转子8半径，当l≤2r时，丝束可受到转子8作用杆的交叉夹持弯折作用和松紧度调节，当l≥2r时，丝束可受到转子8作用杆的导丝弯折作用，l与r的具体选择和匹配由开松丝束的实际效果调节而定。

进一步的，所述转子8还包括转子轴套12，所述转子杆11通过转子轴套12设置在转子8上。通过转子轴套12可以实现不同直径和型式的转子8的更换，以实现对丝束不同的开松效果。

进一步的，所述开松装置包括箱体7，所述转子8设置在箱体7中，所述箱体7的同侧或对侧设置进丝口13和出丝口14，丝束从所述进丝口13进入箱体7经转子8开松后从所述出丝口14穿出；如图2和图5所示，所述进丝口13和出丝口14设置在所述箱体7水平方向上的同侧，且所述进丝口13位于所述出丝口14的上方。

进一步的，所述通风系统包括进风口10和出风口9，所述进风口10和出风口9分别设置在所述箱体7相对设置的两侧，进风口10和出风口9之间风场流过的空间形成风道，所述转子8设置在风道中；所述风道用于引导水分的转移路径，协助对丝束温度的调控，优化丝束开松的顺序过程和效果，所述转子8处于通风系统的风道和风场中，丝束在其中同时受到开松转子8和风场的作用。如图2和图5所示，所述进风口10和出风口9分别设置在所述箱体7竖直方向上的两侧，所述进风口10位于所述箱体7的下部，所述出风口9位于所述箱体7的上部。

进一步的，所述通风系统还包括风速调节装置和湿度调节装置，所述风速调节装置对风道中的风速进行调节，所述湿度调节装置对风道中的湿度进行调节。优选的，所述风速调节装置可以通过设定实现风速在1-15米/秒范围的调节，所述湿度调节装置通过设定实现空气相对湿度在0-80％范围的调节。

上述方案中，从所述进风口10吹入的空气与丝束发生对流热交换作用，带走丝束中挥发出来的水分，同时通过气动方式对丝束施加部分开松作用。所述风速调节装置对风道中的风速进行调节，使得气流能及时带走挥发的水分，并能将丝束进行一定程度的气动吹散，使得丝束中纤维之间的不稳定轻微粘并被气流吹开，达到进一步的开松，同时增大纤维与空气的接触面积，进一步有利于湿气挥发和对已有开松效果的固化。所述风道用于引导水分的转移路径，协助对丝束温度的调控，优化丝束开松的顺序过程和效果。

所述温控系统包括加热组件、传感器，通过设定和操作对开松系统和风场中的丝束和风温进行调控。其中所述加热可采用热风对流、射频加热、热辊热传导等方式对丝束进行加热和温度控制，优选热风对流与射频加热协同控温，使得丝束和风温被加热到100-120℃，优选40-80℃。采用射频加热丝束的时候，处于射频作用场中的转子8和传动装置改为对射频作用惰性的材质。

如图5所示，本实施例提供上述开松装置的使用方法，将含湿量为100％、纤度为4000dtex的丝束以2-4米/分钟的速度从进丝口13进入开松装置的箱体7中(见丝束进入方向15)，沿着转子8的转子杆11以一定的顺序绕行，转子8外缘转子杆11的线速度与丝束速度保持一致，为2-4米/分钟，丝束受到上下转子8上转子杆11的导向和夹持而被迫以弯折方式水平穿行，由于受到多组转子8上转子杆11的作用，丝束的不同部位分别受到多次不同方向的弯折作用。当丝束进一步绕行到下排转子8上转子杆11的夹持空间时，经过一段非夹持的转子杆11弯折作用，实现对丝束紧密程度、开松强度的调节。丝束经过多个周期的弯折作用后，从出丝口14穿出开松箱体7(见丝束穿出方向16)。在丝束穿行开松的过程中，温控系统和通风系统分别同时对开松系统中的丝束和空气进行温度和湿度的调节控制，将进风口10风速控制在2-7米/秒范围，空气相对湿度控制在35％-45％，空气温度控制在60-70℃范围。而出风口9的风速控制在2-7米/秒范围，空气相对湿度控制在45％-55％，空气温度控制在40-50℃范围。丝束经过处理后从出丝口14穿出时，其含湿量为30％，丝束柔软、蓬松、无粘并，开松效果良好。

该装置在使用中可以采用多台串联使用，前后装置可以采用设定不同的温度、风速、湿度、转子8尺寸，以实现对丝束开松效果的最佳调控。

实施例2

与实施例1相比，实施例2采用如图4所示的转子8和转子杆11，在其他参数不变的情况下，其与丝束的作用次数减少，但是作用时对丝束的弯曲程度增加，使得丝束单次作用的开松程度得到增强。有利于实现对较粗丝束的有效开松处理。

如图5所示，本实施例提供上述开松装置的使用方法，将含湿量为100％、纤度为10000dtex的丝束以1-2米/分钟的速度从进丝口13进入开松装置的箱体7中(见丝束进入方向15)，沿着转子8的转子杆11以一定的顺序绕行，转子8外缘转子杆11的线速度与丝束速度保持一致，为1-2米/分钟，丝束受到上下转子8转子杆11的导向和夹持而被迫以弯折方式水平穿行，由于受到多组转子8转子杆11的作用，丝束的不同部位分别受到多次不同方向的弯折作用。当丝束进一步绕行到下排转子8转子杆11的夹持空间时，经过一段非夹持的转子杆11弯折作用，实现对丝束紧密程度、开松强度的调节。丝束经过多个周期的弯折作用后，从出丝口14穿出开松箱体7(见丝束穿出方向16)。在丝束穿行开松的过程中，温控系统和通风系统分别同时对开松系统中的丝束和空气进行温度和湿度的调节控制，将进风口10风速控制在3-8米/秒范围，空气相对湿度控制在30％-40％，空气温度控制在60-70℃范围。而出风口9的风速控制在3-8米/秒范围，空气相对湿度控制在42％-52％，空气温度控制在45-55℃范围。丝束经过处理后从出丝口14穿出时，其含湿量为33％，丝束柔软、蓬松、无粘并，开松效果良好。

以上所述仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。